Biochemie und analytische Biochemie

Abstrakt

Ein neuartiger molekular geprägter Polymer zur selektiven Entfernung störenden Hämoglobins vor der Vollblutanalyse

Tumelo Hendrick Tabane und Bareki Shima Batlokwa

Hämoglobin, ein schweres rotes globuläres Protein, das für die rote Pigmentierung des Vollbluts verantwortlich ist, stört im Bereich der molekularen Diagnostik häufig die Identifizierung und Quantifizierung von krankheitsassoziierten Biomarkern aus Vollblut. Die größte Herausforderung besteht aufgrund der physiologischen Komplexität und „schmutzigen“ Natur des Vollbluts darin, Vollblut als Probe direkt in Analysegeräte einzuführen. Beispielsweise wird das rote Pigment im Vollblut, das als „Schmutz“ bezeichnet wird, normalerweise zusammen mit den Biomarkern eluiert und verhindert so eine einfache chromatographische Trennung vor ihrer endgültigen Erkennung. Es verstopft auch die Komponenten des Geräts, wie die Trennsäulen, die als empfindlich bekannt sind, was zu ungenauen und ungenauen Ergebnissen bei der Bioanalyse führt. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, synthetisierte unser Labor durch Massen-Radikalpolymerisation unter Einsatz der Molekularprägungstechnologie ein neuartiges, selektives, wirksames und robustes Hämoglobin-geprägtes Polymer in Pulverform, um vor der instrumentellen Analyse krankheitsassoziierter Biomarker selektiv störendes Hämoglobin aus Vollblutproben zu entfernen. Den Ergebnissen zufolge entfernte das Polymerpulver Hämoglobin wirksam aus der Vollblutprobe, wie die Verringerung der ultraviolett-sichtbaren Absorption von bis zu 0,794 Au auf niedrigere Werte von 0,193 Au vor bzw. nach der Anwendung des Polymerpulvers zeigte. Im Experiment zeigte das Pulver eine hohe Bindungsfähigkeit gegenüber dem Zielhämoglobin, wie die hohe prozentuale Entfernungseffizienz von 76 % aus Hämoglobin-Standardlösungen zeigte, verglichen mit seiner geringen Bindungsfähigkeit gegenüber einer analogen Spezies (Chlorophyll) von 32 % aus Chlorophyll-Standardlösungen. Darüber hinaus erwies sich das Polymerpulver als robust, da es Hämoglobinstörungen aus der „schmutzigen“ komplexen Matrix echter menschlicher Vollblutproben um bis zu 74 % entfernte, was vergleichbar mit der 76-prozentigen Hämoglobinentfernung aus reinen Standards war. Das Polymerpulver zeigte also, dass es in unterschiedlichen Umgebungen mit sauberer und schmutziger Matrix wirksam funktionieren kann. Darüber hinaus erwies sich das Polymerpulver als effizientes, selektives und zerstörungsfreies präanalytisches Mittel zur Reinigung von Vollblut, das bei weiterer Forschung die destruktiven und nicht selektiven konventionellen Reinigungsstrategien für Vollblut, wie etwa die häufig eingesetzte Zentrifugation, ersetzen könnte.